中国地质科学院

杨文采——地学研究中的精彩跨界

杨文采(1942 年 10 月 3 日~ ),地球物理学家。广东省大埔县人。1964 年毕业于北京地质学院地球物 理勘探系,后进入原地质部地球物理探矿研究所从事固体地球物理学研究。1981 年公派赴加拿大麦吉尔大学 进修,考取该校地质科学系研究生,1984 年取得麦吉尔大学地球物理博士学位。学成回国后任原地质矿产部 北京计算中心高级工程师,同时应聘在北京大学和同济大学讲授“地球物理反演方法”研究生课程。1992 年 调任中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所所长,创办国家现代地质勘查工程中心并兼第一任主任。 1996 年调任中国地质科学院地质研究所研究员,后任中国大陆科学钻探工程中心副总指挥、地球物理子工程 负责人。1997 年兼任中国地质大学(北京)教授和博士生导师。2005 年当选为中国科学院院士。2008 ~ 2013 年任第十一届全国政协委员。

第三次跨界:大陆科学钻探计划,使 得他的物理学与地质学走到了一起, 开展了大陆动力学的深入研究

发布时间:2017-12-4 阅读次数:

中国大陆科学钻探

杨文采的名字被公众熟知,源于亚洲第 一科学钻井——中国大陆科学钻探工程。这 个位于江苏省东海县的科学钻井,是中国和 亚洲第一科学钻井,而他是中国大陆科学钻 探工程副总指挥。

这个项目的前世今生,还得从 20 世纪 90 年代末说起。当时,大陆科学钻探事业 的开创和发展成为全球地学界的焦点之一, 1996 年国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立,邀请杨文采担任 ICDP 第一届科学顾问组 成员。1997 年初,他与许志琴院士等 7 位 中外科学家一道提出举世瞩目的中国大陆 科学钻探项目。那年 4 月,在德国召开的 ICDP 科学顾问组会议上,同时出现两份在 超高压变质带进行科学钻探的建议书,一 份来自中国,另一份来自美国,要在哈萨 克斯坦打钻。杨文采在会上的发言深刻阐 释了中国申请的潜在科学意义,这一发言 改变了与会专家的看法。投票结果,中国 的建议获得认可,得到 150 万美元的资助。

同年 8 月在青岛召开的“大别 - 苏鲁 超高压变质带大陆科学钻探选址国际研讨 会”上,杨文采以准确的地球物理资料与 深入的科学分析,论证了大陆科学钻探的 最佳选区,得到与会中外专家的赞同。在 中国大陆科学钻探工程的先行研究中,他 提出了以 χ 平方分布作为地震剖面优化的 新处理准则,并据此建立了深反射地震资料处理新方法技术系统,建立了中国第一个 深反射地震资料处理中心。

2001 年,杨文采在辽西地质考察

2004 年9 月,杨文采在蓟县国家地质公园中新元古界景区考察 

2001 年,科学钻探计划得到国家批准, 他设计和负责实施了中国结晶岩区首次三维 和数字三分量反射地震调查,提交了高质量 的深反射地震剖面和三维数据体,为大陆科 学钻探孔区地质构造研究提供了优质资料。 他结合物理学和地质学的理论与方法,对中 国第一口大陆科学钻探主孔区的岩性、构造 进行了预测,基本上为后续的钻探工程所验 证。而在大陆科学钻探的历史上,地球物理 学家预测成功率不高。举世闻名的前苏联科 拉超深钻与德国 KTB,钻前地球物理学家的 预测都曾失败过。

大陆科学钻探实施的几年里,他和同事 们发表了 70 多篇跨学科论文,应邀到世界地 质大会、深海钻探计划年会等会议做特邀报 告,还被聘为在巴西召开的第 31 届国际地 质大会 K13 专题召集人。

2005 年 3 月,中国大陆科学钻探工程终 孔,历时 1353 天,进尺 5158 米,取得了钻 探工程技术的重大突破,获得了许多创新的成果和重大科学发现。

地壳三维成像与大陆动力学作用过程的研究

进入 21 世纪,地球探索已经进入区域 大面积性调查的新阶段。多波地震波速 / 泊 松比层析成像、位场多尺度分解和密度结构 成像和大地电磁三维电阻率成像方法技术体 系,使区域低成本地壳构造的三维成像成为 可能。沉积盆地是石油、天然气、煤、铀和 钾盐等矿产汇集的主要场所,塔里木盆地的 主力生油期在古生代,尤其是早古生代,特大型油气藏如果存在,埋藏大都深达 5~10 千 米。由于深层钻探成本非常高,没有高度准 确的地球物理定位方法和技术,是不可能取 得成功的。在塔里木盆地对油气藏定位成为 最新科技水平较量的场所。

近年来,杨文采在油气及能源方面以及 板块构造与大陆动力学发展战略研究领域、 塔里木盆地地壳结构和油气密集区定位的研究中收获显著。

2003 年,杨文采在办公室里

2004 年11 月,杨文采(左3)在东海中国大陆科学钻探现场向来宾介绍钻探进展情况 

在中国石化和中国地质调查局资助下, 他运用三维地壳成像方法,进行了塔里木全 盆特大型油气藏远景区的定位研究,把塔里 木特大型油气田的目标远景区缩小为 6 个, 提出了 6 个深层特大型油气藏的靶区。这个 项目 2015 年以“优秀”评价通过验收,在 石油地质界取得广泛影响。

2013 年他和张国伟院士共同发起了“板 块构造与大陆动力学”学科发展战略咨询研 究。他由此发表的 10 多篇论文,扩充了板 块构造的经典理论“威尔逊旋回”的理论框 架。

“多考察一个地区、多想通一个问题、 多感悟一条规律,人生就多一份价值。” 这是杨文采的人生信条。面对成绩,他始终 保持一颗淡泊的心。对他而言,能够更进一 步了解板块构造与大陆动力学的规律,有效 开发地下资源,支持人类可持续发展和国家 需要,比什么都重要。虽然开玩笑说上了牛 顿的当,但牛顿无疑是他终身的科学偶像: “牛顿先生在教我如何通过演绎和分析去认 知宇宙的同时,也让我体悟到生命价值所 在,乃是用短暂的有生之年尽可能多地去认 知世界。”

所以,年过古稀的杨文采院士,依旧天天在思考着与东亚有关的大陆动力学问题。 他希望在有生之年以丰富和复杂的东亚地 壳探测成果,总结出关于地球动力学作用过 程的理论框架,使地质科学成为一门先进的 现代科学。他认为,地壳三维物理性质的成 像并不是科学研究的目的,而把探测结果揭 示的地壳信息与地质测年成果结合起来,找 到元古宙以来地壳演化的规律才是研究的 最终目的。 

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